单点增量成形技术是一种新型板料无模柔性成形技术。通过简单形状的工具,按照预先设定的轨迹逐步成形,累积得到需要的零件形状,可以节省模具制造和维护费用,非常适合小批量和定制化钣金类零件的加工。如何减小其回弹量,提高成形精度、抑制成形缺陷是该成形技术亟待解决的问题,而成形件的回弹与残余应力的产生与分布情况密切相关,因此探究单点增量成形件残余应力分布及其对成形质量的影响规律,具有重要的理论和实际工程意义。论文在讨论残余应力对材料和部件性能影响的基础上,对残余应力的产生原因进行了分析并分类;建立了单点增量成形三维实体有限元模型,分别采用ABAQUS/Explicit和ABAQUS/Standard对成形过程和回弹过程进行模拟,根据仿真结果得到残余应力沿内表面的分布规律,按照成形过程的特点将成形件沿深度方向划分为弯曲过渡区、平面拉伸区和底部变形区,仿真获得了每个区域残余应力沿壁厚方向的变化规律。对工具头直径、层进给量、主轴转速和进给速度对残余应力的影响进行了仿真分析,获得了工艺参数与残余应力之间的关系,以及成形件底部区域的回弹量,通过正交实验分析了工具头直径、层进给量、主轴转速、进给速度等工艺参数对成形件回弹量的影响规律,建立了残余应力分布和回弹量之间的关系。为了改善残余应力分布状态,减小回弹量,提出一种等静压条件下的单点增量成形方法,并对该条件下的成形过程进行模拟,得出施加等静压条件对残余应力分布和回弹的改善情况;结果表明该条件下的残余拉应力值减小、残余压应力值增大,且回弹量减小,有利于提高单点增量成形件的精度。进行了单点增量成形实验研究,通过UG生成G代码导入数控加工中心进行成形:实验采用XRD-3000 G2型应力仪对成形件残余应力进行测量,获得了工具头直径、层进给量、主轴转速和进给速度对残余应力分布的影响规律;用高精度蓝光扫描仪对成形件进行扫描,将扫描结果导入Geomagic Qualify软件与理想轮廓进行对比,获得了成形件的回弹量和工具头直径、层进给量、主轴转速及进给速度对回弹量的影响规律,实验验证了有限元仿真分析结果的正确性。